EP0958551B1 - Verfahren zur speicherung von prozess-signalen einer technischen anlage - Google Patents

Verfahren zur speicherung von prozess-signalen einer technischen anlage Download PDF

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EP0958551B1
EP0958551B1 EP96905706A EP96905706A EP0958551B1 EP 0958551 B1 EP0958551 B1 EP 0958551B1 EP 96905706 A EP96905706 A EP 96905706A EP 96905706 A EP96905706 A EP 96905706A EP 0958551 B1 EP0958551 B1 EP 0958551B1
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process signals
signal
process signal
signals
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Jürgen BOCHTLER
Michael BÖGGE
Rudi KRÜGER
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D9/00—Recording measured values
    • G01D9/005—Solid-state data loggers

Definitions

  • the invention relates to a method for storage of process signals of a technical system, in which, in particular in a so-called ring buffer, a variety of process signals assigned to different types of process signals be stored in chronological order.
  • a large-scale one Plant e.g. a power plant, understood.
  • Such a method is known for example from the Article "DIN for magnetic tape PCM systems", H. P. Glockmann and L. Drebinger, Elektronik (1977), Issue 9, pp. 61-63, or from EP-A-0 298 888.
  • Temporal processes are usually saved through chronological storage of measured values and / or system states derived process signals.
  • the representing different measured values and / or system states Process signals are different Process signal types assigned.
  • Images of the data stored in the Plant expired processes are created that are complex Describe the status of the system at certain times.
  • the ones stored at a certain point in time Process signals that link the plant process to the corresponding one Describe the time, summarized in a status image, so that a variety of such during operation of the system Status images are created. These status images can then used for diagnostic purposes, for example.
  • a ring buffer can be one contain large number of process signals and a temporal Cover area of several days.
  • To get a process signal or to access a status image must be from the current one Time position based on the ring buffer usually are searched sequentially. However, to find especially long past process signals or Status images take a lot of time.
  • One from creation A diagnosis dependent on a status image can thus be carried out in disadvantageously last up to a few hours.
  • the invention is therefore based on the object of a method for storing process signals of a technical system indicate that a quick finding of time-ordered or from these composite process signals or Status images enabled.
  • Process signal characterizing identifier is assigned.
  • the invention is based on the knowledge that in one sequential reading of a ring buffer a variety of irrelevant information must be analyzed.
  • a Chain of process signals of the same process signal type can the analysis of irrelevant process signals are avoided, so that the finding of the process signal sought accelerates becomes.
  • Each process signal expediently has one of the process signal types information about the time of its deposit on.
  • time markers By setting time markers in this way is made possible, stored process signals and thus the underlying measured values the respective time of the measured value acquisition assign.
  • An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail.
  • the figure shows a cutout an allocation scheme of those stored in a ring buffer Process signals.
  • Process signals 2, 3, 4, 5 are different types of process signals assigned, each process signal 2 one common process signal type is assigned. The same applies to process signals 3, 4 and 5.
  • Each process signal type is included a measured value, such as the inlet temperature of a Turbine, a state of a plant part, such as Pump ON / OFF, or an organizational element within a Data processing assigned.
  • Each process signal 2 to 5 comprises a data element 6, which indicates the numerical size of a measured value or the status information of the state.
  • Each process signal 2 to 5 also includes an identifier 8 for characterizing the position of the previous process signal 2, 3, 4 and 5 assigned to the same process signal type within the chronological order of the process signals 2 to 5 in the ring memory. This is indicated by the arrows 10.
  • the identifier 8 of the current process signal 2 'at the time t a refers to the position of the previous process signal 2 "belonging to the same process signal type.
  • the identifier 8 of this process signal 2" in turn refers to the position of the preceding process signal belonging to the same process signal type 2 "'etc.
  • the allocation scheme 1 also includes a number of status images recorded at different times t 12.
  • Each status image 12 is made up of a number of process signals 2 to 5 composed.
  • Each status image 12 is a process signal 2 as a start signal and a process signal 3 assigned as an end character.
  • the identifier 8 of the process signal 2 'serving as the start signal characterizes the position of the process signal 2 "serving as the start signal of the previous status image 12", so that in order to find a status image 12, only the process signal 2 serving as the start signal has to be read previous status image 12. Thus, a sequential reading of all process signals 2 to 5 comprised by the status image 12 is no longer necessary.
  • the data element 6 of each process signal 2 contains information about the time t of its deposit and thus fulfills the function of a time stamp within the chronological order of the process signals 2 to 5.
  • the process signal 2 of the current status image 12 serving as the start signal is read in and its data element 6 is evaluated.
  • This data element 6 contains information about the current time t a , which is compared with the searched time t s . If the two do not match within predefinable limits, - as indicated by the arrows 14 - the identifier 8 of the process signal 2 'jumps to the position of the process signal 2 "which serves as the start signal for the previous status image 12.
  • This process signal 2 is again read in so that the information about the time t contained in its data element 6 can be compared with the sought time t s ..
  • the system jumps to the previous status image 12 until the information about the time t of the data element 6 within predefined limits with the sought time t s
  • the status image 12 stored in the ring memory at the sought time t s is thus found quickly and effectively.
  • the procedure for finding a single one of the process signals 2 to 5 at a search time t s is analogous. First of all, based on the information contained in the data element 6 about a point in time t of the process signal 2 of a status image 12 serving as a start signal, that status image 12 which was stored in the ring buffer at the sought point in time t S is determined. Starting from the process signal 2 of this status image 12 serving as the start signal, the process signals 2 to 5 preceding this process signal 2 are then sequentially read in and analyzed. This continues until a process signal 2 to 5 of the desired process signal type is found.
  • the desired process signal 2 to 5 can also be read in vectorially, starting from the process signal 2 of the status image 12 stored at the sought time t s .
  • the data element 6 of the process signal 2 "'serving as the start signal of the status image 12 stored at the sought time t s has an identifier 16 which is characteristic of the position of the preceding process signal 2 to 5 of the desired process signal type. This is for finding the Process signal 5 "'indicated by the arrow 18.
  • process signals 2 to 5 By depositing process signals 2 to 5 in this way, with process signals 2 to 5 of the same process signal type their identifier 8 are chained together, finding them individual process signals 2 to 5, or finding out several process signals 2 to 5 composite status images 12, simplified and accelerated. A sequential one It is therefore not possible to read the entire contents of the ring buffer required.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Speicherung von Prozeßsignalen einer technischen Anlage, bei dem, insbesondere in einem sogenannten Ringspeicher, eine Vielzahl von verschiedenartigen Prozeßsignaltypen zugeordneten Prozeßsignalen in chronologischer Reihenfolge hinterlegt werden. Unter technischer Anlage wird hierbei insbesondere eine großtechnische Anlage, z.B. eine Kraftwerksanlage, verstanden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise bekannt aus dem Aufsatz "DIN für Magnetband-PCM-Systeme", H. P. Glockmann und L. Drebinger, Elektronik (1977), Heft 9, S. 61 - 63, oder aus der EP-A-0 298 888. Aus der GB-A-2 018 481 ist ein Verfahren zur Speicherung von Prozeßsignalen bekannt, bei dem jedes eintreffende Prozeßsignal mittels eines jeweils inkrementierten Zählerstands und gegebenenfalls zusätzlich mittels eines Uhrzeitsignals charakterisiert wird. Aus Patent Abstracts of Japan, Band 015, Nr. 230 (P-1214) vom 21.06.1991 (=Zusammenfassung der JP-A-03/071019) ist ein Prozeßsignal-Recorder bekannt, bei dem neben jedem Prozeßsignal die Signalklassifikation der sogenannte Prozeßsignaltyp, und eine Klassifikation des zum Prozeßsignaltyp gehörigen Abtastzyklus gespeichert werden.
In einer Kraftwerksanlage sollen Überwachungs- und Informationssysteme die aktuellen Betriebszustände der Anlage erkennbar machen und Abweichungen von einem Sollzustand melden. Dazu ist eine umfangreiche Erfassung und Speicherung von die Betriebszustände aller Anlagenteile charakterisierenden Meßwerten erforderlich. Mit zunehmender Energie- und/oder Arbeitsausnutzung derartiger Anlagen und mit zunehmender Steigerung ihres Sicherheitsstandards wachsen auch die Anforderungen an das Leitsystem hinsichtlich der Verarbeitung und Speicherung großer Datenmengen.
Die Speicherung von zeitlichen Prozeßabläufen erfolgt üblicherweise durch chronologische Hinterlegung von aus Meßwerten und/oder Anlagenzuständen abgeleiteten Prozeßsignalen. Die unterschiedliche Meßwerte und/oder Anlagenzustände repräsentierenden Prozeßsignale sind dabei verschiedenen Prozeßsignaltypen zugeordnet.
Aus den gespeicherten Daten können auch Abbilder des in der Anlage abgelaufenen Prozesses erstellt werden, die komplexe Zustände der Anlage zu bestimmten Zeitpunkten beschreiben. Dazu werden die zu einem bestimmten Zeitpunkt hinterlegten Prozeßsignale, die den Anlagenprozeß zu dem entsprechenden Zeitpunkt beschreiben, zu einem Statusabbild zusammengefaßt, so daß während des Betriebs der Anlage eine Vielzahl derartiger Statusabbilder erstellt werden. Diese Statusabbilder können dann beispielsweise zu Diagnosezwecken herangezogen werden.
Zur Speicherung von zeitlichen Verläufen von Prozeßsignalen auf Prozeßrechnern werden üblicherweise Umlaufpuffer oder Ringspeicher eingesetzt. Ein Ringspeicher kann dabei eine große Anzahl von Prozeßsignalen enthalten und einen zeitlichen Bereich von mehreren Tagen abdecken. Um auf ein Prozeßsignal oder ein Statusabbild zurückzugreifen, muß von der aktuellen Zeitposition ausgehend der Ringspeicher üblicherweise sequentiell durchsucht werden. Allerdings wird zum Auffinden insbesondere lange zurückliegender Prozeßsignale oder Statusabbilder sehr viel Zeit benötigt. Eine von der Erstellung eines Statusabbildes abhängige Diagnose kann somit in nachteiliger Weise bis zu einigen Stunden dauern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Speicherung von Prozeßsignalen einer technischen Anlage anzugeben, das ein schnelles Auffinden von zeitlich geordneten oder aus diesen zusammengesetzten Prozeßsignalen oder Statusabbildern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem jedem in chronologischer Reihenfolge hinterlegten Prozeßsignal eine die Position des innerhalb der chronologischen Reihenfolge vorhergehenden und dem gleichen Prozeßsignaltyp zugeordneten Prozeßsignals charakterisierende Kennung zugeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich wird jedem aus einer Anzahl von Prozeßsignalen zusammengesetzten Statusabbild eine die Position des innerhalb der chronologischen Reihenfolge vorhergehenden Statusabbildes charakterisierende Kennung zugeordnet.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei einem sequentiellen Lesen eines Ringspeichers eine Vielzahl von irrelevanten Informationen analysiert werden muß. Durch eine Verkettung von Prozeßsignalen gleichen Prozeßsignaltyps kann die Analyse irrelevanter Prozeßsignale umgangen werden, so daß das Auffinden des gesuchten Prozeßsignals beschleunigt wird.
Um die Zugehörigkeit von Prozeßsignalen zu einem Statusabbild eindeutig zu kennzeichnen, werden dem Statusabbild vorteilhafterweise ein Startzeichen und ein Endezeichen zugeordnet.
Zweckmäßigerweise weist jedes Prozeßsignal eines der Prozeßsignaltypen eine Information über den Zeitpunkt seiner Hinterlegung auf. Durch ein derartiges Setzen von Zeitmarkierungen wird ermöglicht, hinterlegte Prozeßsignale und somit die zugrundeliegenden Meßwerte dem jeweiligen Zeitpunkt der Meßwerterfassung zuzuordnen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur im Ausschnitt ein Belegungsschema von in einem Ringspeicher hinterlegten Prozeßsignalen.
Im Belegungsschema 1 des Ringspeichers ist eine Vielzahl von Prozeßsignalen 2, 3, 4, 5 - wie durch den Zeitpfeil t angedeutet - in chronologischer Reihenfolge abgespeichert. Die Prozeßsignale 2, 3, 4, 5 sind dabei verschiedenartigen Prozeßsignaltypen zugeordnet, wobei jedes Prozeßsignal 2 einem gemeinsamen Prozeßsignaltyp zugeordnet ist. Analoges gilt für die Prozeßsignale 3, 4 und 5. Jeder Prozeßsignaltyp ist dabei einem Meßwert, wie zum Beispiel der Eintrittstemperatur einer Turbine, einem Zustand eines Anlagenteils, wie zum Beispiel Pumpe AN/AUS, oder einem Organisationselement innerhalb einer Datenverarbeitung zugeordnet.
Jedes Prozeßsignal 2 bis 5 umfaßt ein Datenelement 6, das die numerische Größe eines Meßwerts bzw. die Statusangabe des Zustands angibt. Jedes Prozeßsignal 2 bis 5 umfaßt außerdem eine Kennung 8 zur Charakterisierung der Position des vorhergehenden und dem gleichen Prozeßsignaltyp zugeordneten Prozeßsignals 2, 3, 4 bzw. 5 innerhalb der chronologischen Reihenfolge der Prozeßsignale 2 bis 5 im Ringspeicher. Dies ist durch die Pfeile 10 angedeutet. So verweist beispielsweise die Kennung 8 des zum Zeitpunkt ta aktuellen Prozeßsignals 2' auf die Position des vorhergehenden und zum gleichen Prozeßsignaltyp gehörenden Prozeßsignals 2". Die Kennung 8 dieses Prozeßsignals 2" verweist wiederum auf die Position des diesem vorangehenden und zum gleichen Prozeßsignaltyp gehörenden Prozeßsignals 2" ' usw.
Das Belegungsschema 1 umfaßt darüber hinaus eine Anzahl von zu verschiedenen Zeitpunkten t aufgenommenen Statusabbildern 12. Jedes Statusabbild 12 ist dabei aus einer Anzahl von Prozeßsignalen 2 bis 5 zusammengesetzt. Jedem Statusabbild 12 ist ein Prozeßsignal 2 als Startzeichen sowie ein Prozeßsignal 3 als Endezeichen zugeordnet.
Die Kennung 8 des als Startzeichen dienenden Prozeßsignals 2' charakterisiert die Position des als Startzeichen des vorhergehenden Statusabbilds 12 dienenden Prozeßsignals 2", so daß zum Auffinden eines Statusabbilds 12 jeweils lediglich das als Startzeichen dienende Prozeßsignal 2 gelesen werden muß. Ausgehend von diesem kann dann zum vorhergehenden Statusabbild 12 gesprungen werden. Somit ist ein sequentielles Lesen aller vom Statusabbild 12 umfaßten Prozeßsignale 2 bis 5 nicht mehr erforderlich.
Das Datenelement 6 jedes Prozeßsignals 2 enthält eine Information über den Zeitpunkt t seiner Hinterlegung und erfüllt somit die Funktion einer Zeitmarke innerhalb der chronologischen Reihenfolge der Prozeßsignale 2 bis 5. Zur Erstellung eines Prozeßabbilds auf der Grundlage eines Statusabbilds 12 zu einem vorgewählten Zeitpunkt t wird dabei wie folgt verfahren: Zunächst wird das als Startzeichen dienende Prozeßsignal 2 des aktuellen Statusabbilds 12 eingelesen und dessen Datenelement 6 ausgewertet. Dieses Datenelement 6 enthält eine Information über den aktuellen Zeitpunkt ta, die mit dem gesuchten Zeitpunkt ts verglichen wird. Falls beide innerhalb vorgebbarer Grenzen nicht übereinstimmen, wird - wie durch die Pfeile 14 angedeutet - anhand der Kennung 8 des Prozeßsignals 2' zur Position des dem vorhergehenden Statusabbild 12 als Startzeichen dienenden Prozeßsignals 2" gesprungen. Dieses Prozeßsignal 2 wird wiederum eingelesen, so daß die in dessen Datenelement 6 enthaltene Information über den Zeitpunkt t mit dem gesuchten Zeitpunkt ts verglichen werden kann. Analog wird so lange zum jeweils vorhergehenden Statusabbild 12 gesprungen, bis die Information über den Zeitpunkt t des Datenelements 6 innerhalb vorgebbarer Grenzen mit dem gesuchten Zeitpunkt ts übereinstimmt. Somit wird schnell und effektiv das zum gesuchten Zeitpunkt ts im Ringspeicher hinterlegte Statusabbild 12 aufgefunden.
Zum Auffinden eines einzelnen der Prozeßsignale 2 bis 5 zu einem Suchzeitpunkt ts wird in analoger Weise verfahren. Zunächst wird wiederum anhand der im Datenelement 6 enthaltenen Information über einen Zeitpunkt t des als Startzeichen dienenden Prozeßsignals 2 eines Statusabbilds 12 dasjenige Statusabbild 12 ermittelt, welches zum gesuchten Zeitpunkt tS im Ringspeicher hinterlegt wurde. Ausgehend vom als Startzeichen dienenden Prozeßsignal 2 dieses Statusabbilds 12 werden dann die diesem Prozeßsignal 2 vorangehenden Prozeßsignale 2 bis 5 sequentiell eingelesen und analysiert. Dies erfolgt so lange, bis ein Prozeßsignal 2 bis 5 vom gewünschten Prozeßsignaltyp aufgefunden wird.
Alternativ zu dieser sequentiellen Weise zum Auffinden eines Prozeßsignals 2 bis 5 kann - ausgehend vom als Startzeichen dienenden Prozeßsignal 2 des zum gesuchten Zeitpunkt ts hinterlegten Statusabbilds 12 - das gewunschte Prozeßsignal 2 bis 5 auch vektoriell eingelesen werden. Dazu weist dann das Datenelement 6 des als Startzeichen dienenden Prozeßsignals 2" ' des zum gesuchten Zeitpunkt ts hinterlegten Statusabbilds 12 eine Kennung 16 auf, die für die Position des vorangehenden Prozeßsignals 2 bis 5 vom gewünschten Prozeßsignaltyp charakteristisch ist. Dies ist für das Auffinden des Prozeßsignals 5"' durch den Pfeil 18 angedeutet.
Durch eine derartige Hinterlegung von Prozeßsignalen 2 bis 5, bei der Prozeßsignale 2 bis 5 gleichen Prozeßsignaltyps durch ihre Kennung 8 miteinander verkettet sind, wird das Auffinden einzelner Prozeßsignale 2 bis 5, oder das Auffinden von aus mehreren Prozeßsignalen 2 bis 5 zusammengesetzten Statusabbildern 12, vereinfacht und beschleunigt. Ein sequentielles Lesen des gesamten Inhalts des Ringspeichers ist somit nicht erforderlich.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Speicherung von Prozeßsignalen einer technischen Anlage, bei dem eine Vielzahl von verschiedenartigen Prozeßsignaltypen zugeordneten Prozeßsignalen (2 bis 5) in chronologischer Reihenfolge hinterlegt werden, wobei jedem Prozeßsignal (2 bis 5) eine die Position des innerhalb der chronologischen Reihenfolge vorhergehenden und dem gleichen Prozeßsignaltyp zugeordneten Prozeßsignals (2 bis 5) charakterisierende Kennung (8) zugeordnet wird.
  2. Verfahren zur Speicherung von Prozeßsignalen einer technischen Anlage, bei dem eine Vielzahl von verschiedenartigen Prozeßsignaltypen zugeordnete Prozeßsignale (2 bis 5) in chronologischer Reihenfolge hinterlegt werden, wobei einem aus einer Mehrzahl von Prozeßsignalen (2 bis 5) zusammengesetzten Statusabbild (12) eine die Position des innerhalb der chronologischen Reihenfolge vorhergehenden Statusabbilds (12) charakterisierende Kennung (8) zugeordnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß jedem Statusabbild (12) ein Startzeichen und ein Endezeichen zugeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prozeßsignal (2) eines der Prozeßsignaltypen eine Information über den Zeitpunkt seiner Hinterlegung aufweist.
EP96905706A 1995-03-23 1996-03-11 Verfahren zur speicherung von prozess-signalen einer technischen anlage Expired - Lifetime EP0958551B1 (de)

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